10.08.2023
1
Beğenme
296
Görüntülenme
Kuantum kapıları, kuantum bilgisayarların temel yapı taşlarıdır ve qubitlerin durumlarını manipüle etmek için kullanılırlar. Bu kapılar, qubitler arasında geçiş yapmayı, süperpozisyon oluşturmayı ve entanglement oluşturmayı sağlarlar. Kuantum kapılarının temel amacı, qubitlerin kuantum mekaniği özelliklerini kullanarak hesaplamalar yapılmasını sağlamaktır.
X kapısı, qubitlerin durumunu tersine çevirir. Klasik NOT kapısının kuantum karşılığı olarak düşünülebilir.
X kapısı, qubitlerin durumlarını değiştirir. Başlangıçta ∣0⟩∣0⟩ durumundaki bir qubit üzerine uygulandığında ∣1⟩∣1⟩ durumuna, ∣1⟩∣1⟩ durumundaki bir qubit üzerine uygulandığında ise ∣0⟩∣0⟩ durumuna geçiş sağlar.
Bir qubit başlangıçta ∣0⟩∣0⟩ durumunda olsun. Üzerine X kapısı uygulandığında, qubit ∣1⟩∣1⟩ durumuna geçer.
pythonCopy code
from qiskit import QuantumCircuit, Aer, transpile, assemble
from qiskit.visualization import plot_histogram
# 1 qubitlik bir devre oluşturalım
circuit = QuantumCircuit(1)
# X kapısını uygulayalım
circuit.x(0)
# Devreyi görselleştirelim
circuit.draw('mpl')
Y kapısı, qubitlerin fazını değiştirir ve bu kapının en belirgin özelliği ∣1⟩∣1⟩ durumundaki bir qubitin fazını tersine çevirmesidir.
Y kapısı, ∣0⟩∣0⟩ durumundaki bir qubit üzerine uygulandığında etkisi olmaz. Ancak, ∣1⟩∣1⟩ durumundaki bir qubitin fazını değiştirir:
�∣0⟩=∣1⟩Y∣0⟩=∣1⟩
�∣1⟩=−∣0⟩Y∣1⟩=−∣0⟩
Başlangıçta ∣1⟩∣1⟩ durumunda olan bir qubit düşünelim. Üzerine Y kapısı uygulandığında, qubit ∣0⟩∣0⟩ durumuna döner.
pythonCopy code
from qiskit import QuantumCircuit, Aer, transpile, assemble
from qiskit.visualization import plot_histogram
# 1 qubitlik bir devre oluşturalım
circuit = QuantumCircuit(1)
# Y kapısını uygulayalım
circuit.y(0)
# Devreyi görselleştirelim
circuit.draw('mpl')
CNOT kapısı, iki qubit arasında entanglement Oluşturmak için kullanılan temel bir kapıdır.
CNOT kapısı, kontrol qubit (kontrol bit) ve hedef qubit (hedef bit) olarak iki qubit arasında etkileşim sağlar. Kontrol qubit ∣1⟩∣1⟩ durumunda ise, hedef qubitin durumunu tersine çevirir.
İki qubitlik bir sistem düşünelim. Birinci qubit ∣0⟩∣0⟩, ikinci qubit ise ∣1⟩∣1⟩ durumunda olsun. CNOT kapısı ilk qubiti kontrol qubit, ikinci qubiti hedef qubit olarak alıp etkileşim sağlar. Sonuç olarak, ilk qubit ∣0⟩∣0⟩, ikinci qubit ise ∣0⟩∣0⟩ durumuna geçer.
pythonCopy code
from qiskit import QuantumCircuit, Aer, transpile, assemble
from qiskit.visualization import plot_histogram
# 2 qubitlik bir devre oluşturalım
circuit = QuantumCircuit(2)
# CNOT kapısını uygulayalım (1. qubit kontrol, 2. qubit hedef)
circuit.cx(0, 1)
# Devreyi görselleştirelim
circuit.draw('mpl')
Z kapısı, qubitlerin fazını değiştirir ve bu kapının en belirgin özelliği ∣1⟩∣1⟩ durumundaki bir qubitin fazını tersine çevirmesidir.
Z kapısı, ∣0⟩∣0⟩ durumundaki bir qubit üzerine uygulandığında etkisi olmaz. Ancak, ∣1⟩∣1⟩ durumundaki bir qubitin fazını tersine çevirir:
∣0⟩=∣0⟩Z∣0⟩=∣0⟩
∣1⟩=−∣1⟩Z∣1⟩=−∣1⟩
Başlangıçta ∣1⟩∣1⟩ durumunda olan bir qubit düşünelim. Üzerine Z kapısı uygulandığında, qubit ∣1⟩∣1⟩ durumunu korur ancak fazı değişir.
pythonCopy code
from qiskit import QuantumCircuit, Aer, transpile, assemble
from qiskit.visualization import plot_histogram
# 1 qubitlik bir devre oluşturalım
circuit = QuantumCircuit(1)
# Z kapısını uygulayalım
circuit.z(0)
# Devreyi görselleştirelim
circuit.draw('mpl')
Hadamard kapısı, kuantum kapıları arasında en temel olanlarından biridir ve özellikle süperpozisyon oluşturmak için kullanılır.
Hadamard kapısı, bir qubit üzerinde uygulandığında qubit'i süperpozisyon durumuna getirir. ∣0⟩∣0⟩ durumundaki bir qubit Hadamard kapısı ile ∣+⟩∣+⟩ durumuna (superpozisyon haline), ∣1⟩∣1⟩ durumundaki bir qubit ise ∣−⟩∣−⟩ durumuna çevrilir.
Başlangıçta ∣0⟩∣0⟩ durumunda olan bir qubit düşünelim. Üzerine Hadamard kapısı uygulandığında, qubit ∣+⟩∣+⟩ durumuna geçer.
pythonCopy code
from qiskit import QuantumCircuit, Aer, transpile, assemble
from qiskit.visualization import plot_histogram
# 1 qubitlik bir devre oluşturalım
circuit = QuantumCircuit(1)
# Hadamard kapısını uygulayalım
circuit.h(0)
# Devreyi görselleştirelim
circuit.draw('mpl')
Kullanıcı yorumlarını görüntüleyebilmek için kayıt olmalısınız!